应用89S52单片机和DAC0832进行低频函数信号发生器的设计.doc

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1、 51单片机设计多功能低频函数信号发生器应用89S52单片机和 DAC0832进行低频函数信号发生器的设计。本设计能产生正弦波、锯齿波、三角波和方波。这里着重介绍正弦波和锯齿波的生成原理。ADC0832的介绍 ：DAC0832是8分辨率的 D/A 转换集成芯片。与微处理器完全兼容。这个 DA 芯片以其价格低廉、接口简单、转换控制容易等优点，在单片机应用系统中得到广泛的应用。D/A 转换器由8位输入锁存器、8位 DAC 寄存器、8位 D/A 转换电路及转换控制电路构成。D0D7：八位数据输入端ILE： 数据允许锁存信号/CS： 输入寄存器选择信号/WR1：输入寄存器选择信号/XFER：数据传送信

2、号/WR2：DAC 寄存器的写通选择信号Vref： 基准电源输入端Rfb： 反馈信号输入端Iout1: 电流输出1Iout2: 电流输出2Vcc: 电源输入端AGND: 模拟地DGND: 数字地DAC0832结构：D0D7：8位数据输入线，TTL 电平，有效时间应大于 90ns(否则锁存器的数据会出错)；ILE ：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效；CS ：片选信号输入线（选通数据锁存器） ，低电平有效；WR1：数据锁存器写选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的逻辑组合产生 LE1，当 LE1为高电平时，数据锁存器状态随输入数据线变换，LE1的负跳变时将输

3、入数据锁存；XFER：数据传输控制信号输入线，低电平有效，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效；WR2：DAC 寄存器选通输入线，负脉冲（脉宽应大于500ns）有效。由WR1、XFER 的逻辑组合产生 LE2，当 LE2为高电平时，DAC 寄存器的输出随寄存器的输入而变化，LE2的负跳变时将数据锁存器的内容打入 DAC 寄存器并开始 D/A 转换。IOUT1：电流输出端 1，其值随 DAC 寄存器的内容线性变化；IOUT2：电流输出端 2，其值与 IOUT1值之和为一常数；Rfb：反馈信号输入线，改变 Rfb 端外接电阻值可调整转换满量程精度；Vcc：电源输入端，Vcc 的范围为+5V+15V；

4、VREF：基准电压输入线，VREF 的范围为-10V +10V；AGND：模拟信号地DGND：数字信号地DAC0832的工作方式：根据对 DAC0832的数据锁存器和 DAC 寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。本设计选用直通方式。DAC0832工作时序：DAC0832内部结构图：当 ILE 为1时，只有当/CS、/WR1都为0时输入寄存器才允许输入；当/WR2、/XFER也都为0时，输入寄存器里的信息才能写入 DAC 寄存器。根据实际电路图我们就可以得到DAC0832工作的时序的程序。如下：P37=0; /P37=CS_nop_(); /P

5、36=WRP36=0;P0=value; (数据端口信号数值0255)P36=1;_nop_();P37=1;硬 件 电 路 ：P0口 是 数 据 端 口 ， 接 上 拉 电 阻 （ 其 他 端 口 则 不 用 ）。 电 源 质 量 要 好 ， 质量 越 好 的 电 源 ， 芯 片 工 作 就 越 稳 定 。从 LM358运放输出的电压最大峰峰值就是12V 所以在二级运放的放大倍数要注意跟基准电压想匹配，否则输出信号会很容易失真。正弦波的生成：DAC0832产生信号的原理可以说是ADC0809AD 转换的逆过程，但 DAC0832生成的信号是离散的。假设要生成一个 Y=Asin(2*pi*f*

6、t)的正弦波。adc0832数据端口给的数据的范围是0255一共256个。前0127表示是 X 轴上方的电压值（也可能是下方） 。那么128255是 X 轴下方的电压值。那么我们可以得到数据端口的数值的具体量，即 value=127sin(2*pi*f*t)+127；假设我在 X 轴上抽样100个点（099） ，那么value=127sin(pi/50*t)+127; t：099.(这个100位的数组可以用MATALB 生成)。也可以抽样更多的点，抽样的点越多，得到的信号越保真，但信号的频率会有所下降。抽样的点越少，失真越大，但频率能成大幅度递增。怎么选择，具体情况具体分析。其他的波形也跟正弦

7、波一样。程序如下：#includesbit dac_WR=P36;/dac0832的 wr 端sbit dac_cs=P37;sbit KEY1=P20;sbit KEY2=P21;bit keyflag;unsigned char i;unsigned char code tab100=127,135,143,151,159,166,174,181,188,195,202,208,214,220,225,230,234,238,242,245,248,250,251,252,253,254,253,252,251,250,248,245,242,238,234,230,225,220,214

8、,208,202,195,188,181,174,166,159,151,143,135,127,119,111,103,95,88,80,73,66,59,52,46,40,34,29,24,20,16,12,9,6,4,3,2,1,0,1,2,3,4,6,9,12,16,20,24,29,34,40,46,52,59,66,73,80,88,95,103,111,119;void getkey(void)if(KEY1=0) /按键按下后为电电平RCAP2L+=10; /调节频率if(CY=1)RCAP2H+=1;if(KEY2=0)RCAP2L-=10;if(CY=1)RCAP2H-=1

9、;void Timer2_Init() T2CON=0x00; TH2=(65536-300)/256;TL2=(65536-300)%256;RCAP2H=0XFE;RCAP2L=0XDA; /稳定在50Hz 左右EA=1;ET2=1;TR2=1; void T0_service() interrupt 1TH0=0XEC;TL0=0X77;keyflag=1;void Timer2_service() interrupt 5TF2=0;/清除中断标志位dac_cs=0;dac_WR=0;P1=tabi;dac_WR=1;i+;dac_cs=1;if(i=100) i=0;void main

10、()Timer2_Init();TMOD=0x01;TH0=0XEC;TL0=0X77;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)if(keyflag)keyflag=0;getkey();本程序需注意：按键是低电平有效。定时器2中断发送数据给 DAC0832，0832在得到一个数据后生成相应的电压值。所以他的中断时间决定信号的频率，调节它的中断时间就能调节信号的频率。其他波形的生成，其他的波形也跟正弦波一样，但锯齿波和三角波可以不用查表法，应用加减计算得到就可以得到。下面介绍的是锯齿波：#include #include sbit DACWR=P36;sbit DACCS=P37;u

11、nsigned int i;void DAC_0832(void)DACCS=0;DACWR=0;P0=i;i+=1; /加以操作得到上升的锯齿波DACWR=1;_nop_();DACCS=0;if(i=0xff) i=0x7f; /为什么初值是0x7f,其他的行不行。大家自己动手试试。void main(void)i=0x7f;while(1)DAC_0832(); DAC0832有着致命的一个缺点就是输出的波形里的含有的频率比较杂乱，常常出现过激的现象。如果你需要精确的信号的话，那么你必须在信号输出端就如滤波器。得到干净的低频函数信号。如果要作为信号源的话最好是能就上一级攻放。效果会好很多

12、。虽然DAC0832不是非常专业的函数信号发生芯片，但是它的输出波形的范围比较广，常常能输出一些，你意想不到得很有意思的信号曲线。下面发几张示波器观察到得曲线：实验室里手机照的，不是太清晰但还能看。编者注：最近比较忙很少去查看邮箱，前几天看一下邮箱结果里面有100份邮件是要函数信号发生器的。为了方便大家于是我今天又重新整理了一下，并有实际搭了一遍电路验证特一下。效果还行。但在 protues 上仿真不了，得到的是一个不能预料的曲线。没查明原因，如果大家有兴趣，可以研究研究。共同探讨一番。#include #include #include #define DA0832 XBYTE0Xa000#

13、define uchar unsigned char#define S1 XBYTE0X0000#define S2 XBYTE0X2000#define S3 XBYTE0X4000uchar code tab10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;uchar code tosin256=0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5,0

14、xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0

15、xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51,0

16、x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02 ,0x02,0x03,0x04,0x05,

17、0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80 ;uchar fun=0,b=0,c=0,d=0,tl,th;void key1(void);void key2(void);void key3(void);void key4(void);void judge(void);void main(void)TMOD=0X01;TR0=1;th=0xff;tl=0xd0;TH0=th;TL0=tl;ET0=1;EA=1;while(1)judge();